廣州市老城區夏季室外園林空間人體舒適度評價①

易慧琳 王 剛 楊文麗 陳 笙 譚廣文

(廣州普邦園林股份有限公司 廣東廣州 510600)

隨著城市化進程不斷加快，城市建筑群密度增加，城市“熱島效應”已愈發影響日常生活。廣州地處南亞熱帶，夏長冬短，“濕、熱、風、雨”的氣候特點嚴重影響人們日常生活的舒適感受。城市園林綠地是城市的重要組成元素，也是最貼近人類生活的室外空間場所，改善室外園林空間的人體舒適度有利于提升居民的生活質量。廣州老城區城市建筑密集，園林綠地用地受限，擴容提質困難，城市更新重點更應放在怎樣改善室外空間的人體舒適度上，以起到提升園林空間的利用率，改善老城區人居環境的作用。近幾年來，國內外學者對人體舒適度的研究多集中在城市公園［1］、森林公園［2］、廣場［3］、住宅區［4］等空間中，以及園林空間不同下墊面［5］、群落結構［6-7］、綠地布局［4］等方面對人體舒適度的影響方面，未見對于濕熱地區老城區室外園林空間人體舒適度的評價研究。廣州地區夏季濕熱氣候特點顯著，“濕、熱”成為影響人們對室外舒適度感受的主要因素。本文對廣州夏季老城區室外園林空間人體舒適度進行綜合評價，并提出合理建議，為進行廣州老城區室外空間改造提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

研 究 區 域 位 于 廣 州 市（112°57′～114°3′，22°26′～23°56′）。廣州市別稱“花城”，地處南亞熱帶沿海，北回歸線從中南部穿過，屬海洋性亞熱帶季風氣候，溫暖多雨、夏季長、霜期短，全年水熱同期，雨量充沛，年平均氣溫20～22℃，是中國年平均溫差最小的城市之一。平均相對濕度77%，市區年降雨量約1 720 mm。一年中最冷月為1月份，高溫月為7～9月，極端高溫介于38～39℃。夏季臺風頻發，“濕、熱、風、雨”氣候特點非常顯著。

測試區域為廣州市越秀區廣興華花園辦公區，建成于1996年，面積約1.6 km2，場地內最高建筑約15 m，場地內有水體、建筑、園林綠地、停車場等不同戶外空間。在測試區域內選5個不同位置及特征的空間作為測點（圖1、2），各測點間距離大于10 m，各測點環境空間基本情況詳見表1。

1.2 方法

1.2.1 測試日期

測試日期為2018年7月10日，當天晴朗無云，廣州市氣象局發布日平均氣溫31～38℃，日平均相對濕度36%～67%，東北風，風速5～6級。

1.2.2 測試方法

利用熱指數儀（HD32.3意大利）連續測量距離地面高度1.5 m處的空氣溫度、相對濕度、風速、PPD等基本室外環境指標。測試時段為6：00～20：00，高溫時段為10：00～16：00。

圖1 廣興華花園測點分布

圖2 各觀測點現場照片

表1 各測點特征

選擇室外熱環境評價適用性較高的溫濕指標反映人體舒適情況的濕熱指數（Thermal Humidity Index，THI）作人體舒適度評價指標，計算公式為：

其中，T為空氣溫度（℃），RH為相對濕度（%）。

舒適度劃分標準如表2。

表2 濕熱指數與人體舒適度對照

比較不同測點室外環境指標及人體舒適度，分析不同室外空間熱環境差異及其主要影響因素，為老城區室外園林空間改造提供參考。

1.3 數據統計分析

利用Microsoft Excel 2010及IBM SPSS Statistics 21進行數據分析與處理。

2 結果與分析

2.1 各測點調研全時段熱環境現狀

總體來說，5個測點的空氣溫度和相對濕度變化趨勢基本一致（圖3），整體表現為溫度上升的同時相對濕度下降的趨勢。從6：00開始，5個測點的空氣溫度均開始逐漸上升，到12：00和測點2、4、5上升趨勢加劇，測點1、3相對平緩，測點5從15：00起溫度開始下降，測點1、2、3、4從16：00起溫度開始下降。

圖3 各測點空氣溫度與相對濕度逐時平均值

5個測點風速均呈波動狀態（圖4），其中位于停車場的測點2風速波動最明顯，最大值達1.18 m/s，最小值為0.08 m/s，平均風速為0.58 m/s；位于中心花園3及位于圍合小花園的測點5風速波動都相對較小，平均風速分別為0.36和0.33 m/s。

圖4 各測點風速逐時平均值

PPD是指預期不滿意百分率，用以預測人們對該環境冷熱不滿意的比率。從圖5可以看出，人們對各測點的預期不滿意百分率非常高，甚至達到了100%不滿意，且各測點呈先上升，上升到100%后基本保持穩定，直到17：00后出現輕微下降的趨勢。其中位于停車場的測點2上升速度最快，8：00時迅速到達100%不滿意。位于中心花園的測點3，上升速度最慢，其次是位于水池邊的測點1，預期不滿意百分率上升相對較慢。

5個測點測試時段平均空氣溫度由高到低為測點2＞測點5＞測點4＞測點1＞測點3；平均相對濕度由高到低為測點3＞測點1＞測點4＞測點5＞測點2；位于停車場的測點2平均風速最大，其次為位于道路邊緣的測點4，位于圍合封閉小花園的測點5風速最??；從平均PPD來說，位于中心花園的測點3相對最低，為87.57%，而位于停車場的測點2最高，達92.89%（表3）。

圖5 各測點PPD逐時平均值

表3 各測點測試時段熱環境指標

2.2 高溫時段各測點熱環境現狀差異性分析

從圖6、7可以看出，高溫時段位于圍合小花園的測點5平均空氣溫度最高，達36.03℃，顯著高于位于中心花園的測點3（33.04℃）（p＜0.05）。而測點1和測點3高溫時段平均相對濕度稍高，分別為57.28%、58.61%，測點2最低（49.29%），但各測點高溫時段平均相對濕度不存在顯著差異（p＜0.05）。

圖6 高溫時段各測點平均空氣溫度

如圖8，各測點高溫時段平均風速存在差異，位于停車場的測點2高溫時段平均風速顯著大于測點1、3、5（p＜0.05），位于水池邊的測點1和位于中心花園的測點3高溫時段平均風速最低，均為0.44 m/s，位于圍合小花園的測點5高位高溫時段平均風速為0.47 m/s。

如圖9，位于停車場的測點2高溫時段平均預期不滿意百分率（PPD）顯著大于位于中心花園的測點3（p＜0.05），位于圍合小花園的測點5高溫時段平均PPD為99.4%，大于測點1、3、4，但差異不顯著（p＜0.05）。

圖7 高溫時段各測點平均相對濕度

2.3 各測點人體舒適度狀況

如圖10，6：00時各測點濕熱指數差別不大，但隨著日出，位于停車場的測點2濕熱指數快速上升，到9：00時達29.58，呈酷熱狀態，并持續到17：00。測試時段內濕熱指數最高點出現在15：00位于圍合小花園的測點5，達32.01，維持狀態達4個小時，其次是16：00，位于道路邊緣的測點4，達31.53，并從下午14：00后，維持酷熱狀態達4個小時。測點1和測點3，測試時段內變化相對較平緩，從8：00后一直維持在很熱階段，未出現酷熱狀態，與測點2、4、5相比較舒適。

高溫時段測點2、4、5平均濕熱指數分別為29.71、29.55、29.94，均高于29.5，處于酷熱階段，無降溫措施難以工作，且顯著高于測點1、3（p＜0.05），測點1、3高溫時段舒適度處于很不舒適階段（圖11）。

圖8 高溫時段各測點平均風速

圖9 高溫時段各測點平均PPD

圖10 各測點濕熱指數逐時平均值

圖11 高溫時段各測點平均濕熱指數

3 討論

植物進行蒸騰作用，對其周圍的環境具有明顯的降溫增濕作用，且植物群落結構越復雜，對于改善氣候與人體舒適度的優勢越明顯［7-8］。從上面的數據分析可以看出位于停車場的測點2，沒有植物及建筑的遮擋，隨著太陽上升，受到太陽輻射強度增大，空氣溫度逐漸上升，空氣濕度逐漸下降，預期不滿意百分率迅速到達100%，快速達到酷熱狀態。測點4位于中心花園靠近道路邊緣的位置，主要喬木種類為大王椰，覆蓋率僅24%，群落底層為草坪，有1.3 m左右高的小葉榕綠籬將空間和道路隔開，空間內部通透疏朗，平均風速僅次于測點2所在的空曠停車場空間，為0.47 m/s。由于其喬木層遮陰效果不佳，空間內受到的太陽輻射相對較大，測點4在下午14：00后舒適度狀態呈酷熱狀態。位于中心花園的測點3，屬于喬灌草結構，上層喬木覆蓋率達87.17%，其平均空氣溫度最低，平均相對濕度最高，測試時段內濕熱指數變化平緩，高溫時段平均濕熱指數最低，即人的舒適度感受最佳。對位于道路邊緣的測點4空間，建議拆除和道路隔斷的綠籬。

而測點5同樣屬于喬灌草結構，上層喬木覆蓋率達68.17%，但其高溫時段平均濕熱指數顯著高于其他測點，空氣溫度最高時達到了41.71℃。從圖1和表1可以看出，測點5所在的小花園植物郁閉，豐富度高，植物通過蒸騰作用散失到空氣中的水分增加，空氣相對濕度大，但因為測點所在小花園被建筑和圍墻四面圍合，空間內空氣流通不暢，平均風速僅0.33 m/s，導致空間內的濕熱空氣無法散失。同時我們觀察小花園四周環境發現，面向小花園的空調外機達22個，空調外機吹出的熱風聚集在圍合的小花園空間里，導致空氣溫度上升。所以雖然測點5所處的小花園植物群落結構復雜，植物遮陰面積大，種類多，但因為空氣流通不暢，沒有形成風道導致小花園反而是5個測點中人體舒適度感受最差的空間。在進行改造時建議對測點5所在的圍合小花園空間后方的圍墻采用鏤空磚墻，或者鋼柵欄，改善整個環境的通風情況，并盡量減少面向小花園的空調外機，進而提升空間舒適度。

測點1高溫時段濕熱指數為27.78較舒適度感受最佳的測點3僅高0.02，其舒適程度和測點3類似，分析其空間特征，發現測點1為喬灌草植物結構，上層喬木覆蓋率為49.33%，并且位于水體旁邊。喬木遮蔭及植物蒸騰作用一定程度地起到了降溫增濕作用，同時水體中水分蒸發吸收熱量，增強了降溫增濕效果。從朱曉燕［9］的研究結果可知，水域面積相對較小，植物遮陽的降溫增濕效果更加明顯，測點1旁邊的水體面積約200m2，且近一半有植物遮陽，降溫增濕效果加強，大大提升了測點1的舒適程度。

4 結論與展望

研究結果表明，除了直接影響園林空間熱舒適度植物、建筑物遮陰以外，空間通風情況、是否有水體、特殊人為因素等都是影響室外園林環境空間的人體舒適度重要因素。對增綠困難的老城區進行改造時建議通過合理通風規劃和水體布局來改善整體園林空間的人體舒適度，改善老城區人居環境。一般存在3種情況：（1）空間狹小，以硬質鋪裝為主，增綠提質困難，空調外機未經規劃，熱空氣匯集在狹小的室外空間，建議分散空調外機，利用張拉膜、遮陰廊架等進行空間遮陰，使用鏤空圍墻改善空間通風情況；（2）空間內原有植物景觀經過了多年的生長演替，群落相對郁閉，蚊蟲滋生，濕度過大，舒適度較差，建議保留喬木上層遮陰，對群落中下層進行疏剪，調節空間通風情況；（3）空間較大，原有水體水質差、滋生蚊蟲，或者水體干涸露出硬質池底，嚴重影響空間舒適度，在此情況下除定期維護景觀水體外，還可以改靜態水體為動態水體，擴大水分蒸發面，起到空間降溫的作用。

對于人們經?；顒拥氖彝鈭@林空間來說，影響人們舒適度感受的因素除了植物群落、空間通風、水體等因素外，還包括太陽輻射、蚊蟲、揚塵等。具體各種環境因素是如何影響空間的環境舒適度的還需要進一步試驗研究。